La carburación es un proceso de tratamiento térmico que consiste en introducir carbono en la superficie de un metal, normalmente acero, calentándolo en presencia de un entorno rico en carbono. Este proceso se lleva a cabo por debajo del punto de fusión del metal, lo que permite que el carbono se difunda en la superficie y cree una capa más dura y resistente a la abrasión. El objetivo principal del carburizado es mejorar las propiedades mecánicas del metal, en particular su resistencia al desgaste y a la fatiga.
Detalles del proceso:
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Calentamiento y exposición al carbono: El metal se calienta a una temperatura que suele oscilar entre 1200F y 1600F, por debajo de su punto de fusión pero lo suficientemente alta como para facilitar la difusión del carbono en la superficie. Este calentamiento suele realizarse en una atmósfera controlada, como un horno endotérmico, para evitar la oxidación y garantizar que el potencial de carbono se controla con precisión.
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Atmósfera controlada: En el proceso de tratamiento térmico, mantener el potencial de carbono correcto es crucial. Cuando el metal alcanza la fase de austenita, el punto de ajuste del potencial de carbono debe coincidir con la composición de carbono del acero. Si el punto de consigna es demasiado bajo, la superficie puede sufrir descarburación, lo que provocaría una pérdida de carbono y, potencialmente, incrustaciones visibles.
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Ventajas de la carburación en atmósfera controlada: Este método permite controlar con precisión el contenido de carbono en la superficie de las piezas, lo que es esencial para conseguir capas carburizadas de alta calidad. También ayuda a prevenir la descarburación, mejorando la resistencia a la abrasión y a la fatiga, y puede ser más respetuoso con el medio ambiente que los métodos tradicionales como la cementación líquida.
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Carburación profunda: La carburación tradicional podía alcanzar profundidades de unos 3,5 mm. Sin embargo, con avances como la cementación al vacío, pueden alcanzarse profundidades de hasta 7 mm. Esto se debe a los potenciales de carbono superficiales más elevados y a los mayores gradientes de concentración que aceleran la difusión del carbono.
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Recarburación: Las piezas que han sufrido descarburación pueden recarbarse controlando el potencial de carbono superficial. Esto es eficaz no sólo para el acero al carbono, sino también para el acero para matrices y el acero rápido.
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Aplicaciones y materiales: La carburación es particularmente eficaz para los aceros con bajo contenido de carbono (con un contenido de carbono que oscila entre 0,05% y 0,3%) y se utiliza para piezas que requieren una mayor durabilidad, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga. Entre los materiales más comunes tratados se encuentran el acero 12L14, el acero 1018 y el acero 8620.
Conclusiones:
La carburación es un proceso crítico en el tratamiento térmico de los metales, especialmente los aceros, que mejora significativamente sus propiedades superficiales. Controlando cuidadosamente el entorno de calentamiento y la difusión del carbono, la carburación puede transformar aceros con bajo contenido en carbono en materiales con una elevada dureza superficial y excelentes propiedades mecánicas, adecuados para una amplia gama de aplicaciones exigentes.
